(طراحی مدار الکترونیکی) عملکرد و شناخت ic های دیجیتال و آنالوگ در مدارات الکترونیکی (برق_ الکترونیک)

نویسنده و پژوهشگر: دکتر ( افشین رشید)


نکته: بسته های آی سی در انواع مختلفی وجود دارد که هر کدام ابعاد منحصر به فردی ، انواع نصب و یا شمارش پین دارند. متداول ترین نوع بسته های IC شامل DIP ، دستگاه سوار بر سطح (SMD) ، بسته طرح کوتاه (SOP) ، بسته چهار تخت (QFP) و آرایه ای از شبکه (BGA) است.

IC ها رایج ترین اِلمان در مدار ها بویژه در پروژه های عمومی، صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. به صورت ضاهری آی سی دارای دو و یا چهار  ردیف موازی پین است که به طور عمود از یک محفظه پلاستیکی مستطیل شکل امتداد می یابد. و در انواع  آنالوگ و دیجیتال در مدارات الکترونیکی موجود میباشد. مدار یکپارچه نیز به عنوان IC شناخته می شود و گاهی اوقات آن را میکروچیپ نیز می نامند ، یک نیمه هادی است که در آن میلیون ها مقاومت ، خازن و ترانزیستور ساخته می شوند. این می تواند به عنوان نوسان ساز ، تقویت کننده ، تایمر و ریزپردازنده عمل کند. IC بسته به کاربرد آن به صورت خطی یا غیرخطی طبقه بندی می شود. مدار های مجتمع خطی یا آنالوگ دارای خروجی مداوم متغیر هستند و این بستگی به سطح سیگنال ورودی دارد. این مدارهای یکپارچه خطی به عنوان تقویت کننده فرکانس صوتی و فرکانس رادیویی استفاده می شوند. مدار های مجتمع دیجیتالی فقط در چند حالت تعریف شده کار می کنند ، نه بیش از یک طیف مداوم دامنه سیگنال. این آی سی ها در مودم ها ، رایانه ها ، شمارنده های فرکانس و شبکه های رایانه ای استفاده می شوند. بلوک های اصلی ساخت دیجیتال IC ، دروازه های منطقی هستند که با داده های باینری کار می کند.


ic های آنالوگ در مدارات الکترونیکی
ic های آنالوگ در واقع مدار های آنالوگ در مقیاس کوچک  که با سیگنال هایی آزاد هستند که از صفر تا  ولتاژ  منبع  تغذیه  کامل  متفاوت است. این بر خلاف مدار های دیجیتالی است که تقریباً به طور انحصاری از سیگنالهای "همه یا هیچ چیز" استفاده می کنند: ولتاژهای محدود به مقادیر ولتاژ منبع صفر و کامل ، بدون هیچ وضعیت معتبری بین آن حد و مرزهای شدید IC ها و مدار های آنالوگ غالباً به عنوان مدار های خطی برای تأکید بر استمرار معتبر دامنه سیگنال ممنوع در مدارهای دیجیتال گفته می شوند ، اما متاسفانه این برچسب گمراه کننده است.فقط به این دلیل که یک سیگنال ولتاژ یا جریان اجازه می دهد تا یکنواخت بین حد فاصل صفر و منبع تغذیه کامل متفاوت باشد ، لزوماً به  معنای این نیست که تمام روابط ریاضی بین این سیگنال ها به معنای " خط " یا " متناسب " از کلمه خطی هستند، بسیاری از مدارهای به اصطلاح " خطی " کاملاً غیر خطی در رفتارهای خود هستند ، چه به ضرورت فیزیک و چه با طرح مدار های موجود در این فصل از اجزای IC یا مدار یکپارچه استفاده می کنند . چنین قسمت هایی در واقع شبکه ای از اجزای بهم پیوسته هستند که بر روی یک ویفر واحد مواد نیمه هادی تولید می شوند. مدارهای مجتمع آنالوگ که بسیاری از کارکرد های از قبل مهندسی شده را با هزینه بسیار کمی در دسترس دارند. اکثر مدار های مجتمع عملکردی مشابه مدار های نیمه هادی " گسسته " را در سطوح بالاتر قابلیت اطمینان و در کسری از هزینه ارائه می دهند. معمولاً ، ساخت مدار مجزا مدار تنها هنگامی مورد حمایت قرار می گیرد که سطح اتلاف نیرو برای مدار های مجتمع بیش از حد بالا باشد.

ic های آنالوگ در مدارات الکترونیکی
IC های دیجیتال با ورودی ها و خروجی های پالس سروکار دارند و از اقدامات سوئیچینگ با اتلاف بسیار کمی استفاده می کنند.مدار های مجتمع دیجیتال IC های دیجیتالی تنوع رایج تری است ، عمدتاً به دلیل تعداد زیاد دستگاه های دیجیتال (نه فقط رایانه ها) که از این نوع آی سی ها استفاده می کنند. ترانزیستورهای موجود در IC های دیجیتال نه به عنوان تقویت کننده بلکه به عنوان سوئیچ استفاده می شوند. این بدان معنی است که اتلاف گرما برای هر ترانزیستور بسیار کم است و این امکان را می دهد تا آی سی دیجیتال با استفاده از صدها ، هزاران و حتی میلیون ها ترانزیستور ساخته شود. علاوه بر این ، اجزای سازنده گرما (مقاومت) را می توان طراحی کرد زیرا تعویض یک ترانزیستور برای مقاومت آسان است در هنگام استفاده هر دو تکنیک یکسان (و یک ترانزیستور IC می تواند از نظر جسمی از یک مقاومت کوچکتر باشد). اجزای منفعل در مدارهای دیجیتال بسیار مهمتر از مدارهای آنالوگ هستند.

نویسنده و پژوهشگر: دکتر ( افشین رشید)